(57)【要約】【課題】流路形成基板上に形成された振動板をエッチングストップ層として、その反対面から流路形成基板をエッチングした後の確認を容易にする。【解決手段】少なくとも一方の面が粗面化された流路形成基板材料基板の一方の面に対し、振動板２１を積層することにより振動板２１の一面を粗面化し、振動板２１上に圧電素子２２を形成するとともに、材料基板の他方の面から、振動板２１をエッチングストップ層としたエッチングを行うことにより圧力発生室３３を形成して、流路形成基板２０を得ることにより、振動板２１の流路形成基板側の凹凸２１ａを有する粗面を露出させる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔に連通する圧力発生室を備えた流路形成基板と、前記ノズル孔と対向する前記圧力発生室の内壁を構成する振動板と、該振動板上に設けられた圧電素子と、を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法において、
少なくとも一方の面が粗面化された流路形成基板材料の該一方の面に対し、前記振動板を積層することにより該振動板の一面を粗面化する工程と、
前記振動板上に圧電素子を形成する工程と、
前記材料基板の他方の面から、前記振動板をエッチングストップ層としたエッチングを行うことにより前記圧力発生室を形成して、前記流路形成基板を得る工程と、
を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記圧電素子は、前記振動板上に順次形成される下電極、圧電体層、上電極を備え、
前記振動板の前記下電極が形成される面の表面粗さが、前記材料基板側の表面粗さよりも小さいことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造される液滴吐出ヘッドであって、
前記振動板の前記圧力発生室側の面は、前記材料基板の前記一方の面の粗面形状が転写された粗面となっていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置において、前記液滴吐出ヘッドが、請求項３に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータを用いた液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出ヘッドを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置等に用いられる液滴吐出ヘッドにおける液滴の吐出方式としては、圧力発生室及び圧力発生室に液体を導入する流路を形成した流路形成基板の一方の面にノズル基板を接合するとともに、他方の面には振動板及び圧力発生素子としての圧電アクチュエータを順次接合した構成を備え、圧電アクチュエータの変形に伴う圧力発生室の体積変化により吐出圧力を発生させてノズルより液滴を吐出させる方式が知られている。
この方式は、圧力発生室内に導入した液体を加熱することによりその液体の体積を変化させて吐出圧力を発生させるサーマル方式に比して、多様な液体に対応できるという優位性がある。
この方式の液滴吐出ヘッドについては、高集積化のために、リソグラフィー法を用いて流路形成基板に流路、圧力発生素子を形成するものが広く用いられている。
このとき、流路形成基板上にリソグラフィー法を用いて圧力発生素子を形成したのち、流路形成基板における振動板および圧力発生素子を形成した側とは反対側から、流路形成基板をエッチングして圧力発生室等を形成するとともに、それらの形成の際には、振動板をエッチングストップ層として利用する工法が知られている（特許文献１および特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
圧電アクチュエータを用いたタイプの液滴吐出ヘッドでは、振動板の厚さ及び幅は、液滴の吐出特性に大きく影響をおよぼす重要な管理項目である。
従って、前述の圧力発生室等のエッチング工程に関連しては、エッチング残が無いこと、振動板が大きくダメージを受けていないこと等を確認することが重要である。
また、エッチング後の確認を簡易に行うために、作業者が顕微鏡を用いて視認することが多い。
しかし、流路形成基板のエッチングでは段差が大きいため、振動板面でのパターンエッジにて顕微鏡のピント合わせを行うことは出来ない。
【０００４】
また、流路形成基板に通常用いられているように、いわゆるミラー仕上げの基板を用いた場合は、振動板の表面が平滑すぎるため、エッチングが正常に行われた場合、その面でピントを合わせることもできない。
エッチング残がある場合や、振動板がダメージを受けている等の異常がある場合であれば、その部分にて顕微鏡のピントを合わせることが出来るためにエッチング異常を確認することができるが、異常が確認できない場合、本当に異常が無いのか、或いはピントが合っていないために見えないだけなのか、の区別が困難である。
また、なんらかのフォーカス機構を用いれば、正常にエッチングされた平滑な振動板面にピントを合わせることも可能であるが、作業者が光学式顕微鏡でフォーカス機構を用いずに簡易に観察できれば、作業効率的も良く、高価な装置も不要であり、低コスト化に寄与する。
【０００５】
本発明は、上記の課題を鑑みて、振動板を形成した流路形成基板の反対面からエッチングをして圧力発生室を形成した後の、振動板の状態の確認を容易に行うことが可能な、液滴吐出ヘッドの製造方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ノズル孔に連通する圧力発生室を備えた流路形成基板と、前記ノズル孔と対向する前記圧力発生室の内壁を構成する振動板と、該振動板上に設けられた圧電素子と、を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法において、少なくとも一方の面が粗面化された流路形成基板材料の該一方の面に対し、前記振動板を積層することにより該振動板の一面を粗面化する工程と、前記振動板上に圧電素子を形成する工程と、前記材料基板の他方の面から、前記振動板をエッチングストップ層としたエッチングを行うことにより前記圧力発生室を形成して、前記流路形成基板を得る工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記のように構成したので、本発明の製造方法によって製造した液滴吐出ヘッドは、圧力発生室をエッチングにて形成した後の検査及び確認を容易に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態に係る記録装置の斜視説明図。
【図２】本実施の形態に係る記録装置の機構部の側面説明図。
【図３】本発明の実施の形態に係る記録ヘッドの部品構成を示す分解斜視図。
【図４】第２の基板４０、第１の基板２０の平面位置関係を示す透視状態平面配置図。
【図５】図４のＹ１−Ｙ１’断面図。
【図６】図４のＹ２−Ｙ２’断面図。
【図７】図４のＸ１−Ｘ１’断面図。
【図８】図４のＸ２−Ｘ２’断面図。
【図９】圧力発生室、圧電素子部の部分拡大図。
【図１０】第１の実施例の別の形態を示す図。
【図１１】第１の実施例に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図。
【図１２】第１の実施例に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図。
【図１３】第２の実施例に係る液滴吐出ヘッドを説明する図。
【図１４】第２の実施例に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図。
【図１５】第３の実施例に係る液滴吐出ヘッドを説明する図。
【図１６】第３の実施例に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図面を参照して、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。
本発明に係る、アクチュエータを圧力発生手段とした液滴吐出ヘッドを搭載した画像記録装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。
図１は本実施の形態に係る記録装置の斜視説明図であり、図２は本実施の形態に係る記録装置の機構部の側面説明図である。
このインクジェット記録装置は、記録装置本体８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ９３と、このキャリッジ９３に搭載した本発明を実施したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部８２等を収納している。
装置本体８１の下方部には前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）８４を抜き差し自在に装着することができる。また、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８５を開倒することができ、給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を取り込み、印字機構部８２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ８６に排紙する。
【００１０】
印字機構部８２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド９１と従ガイドロッド９２とでキャリッジ９３を主走査方向に摺動自在に保持している。
このキャリッジ９３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明に係るインクジェットヘッドからなるヘッド１の複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ９３にはヘッド１に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ９５を交換可能に装着している。
インクカートリッジ９５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有している。この多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクを僅かな負圧に維持している。また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド１を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。
【００１１】
ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置している。
そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００１２】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３を記録ヘッド１の下方側に搬送するために、給紙カセット８４から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３を記録ヘッド１の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。
この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設け、さらに用紙８３を排紙トレイ８６に送り出す排紙ローラ１１３及び拍車１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５、１１６とを配設している。
記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１を駆動することにより、停止している用紙８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙８３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙８３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙８３を排紙する。
また、キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド１の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。この回復装置１１７は図示しないキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。
【００１３】
キャリッジ９３は、印字待機中には、回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド１をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド１の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去されて吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（図示せず）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
なお、上記実施の形態においては、液滴吐出ヘッドとしてインクジェットヘッドに適用した例で説明したが、インクジェットヘッド以外の液滴吐出ヘッドとして、例えば、液体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド（スポッタ）などの他の液滴吐出ヘッドにも適用できる。
このような画像記録装置においては、ヘッドのコストが、画像記録装置の性能、コストに直接的につながる。
【００１４】
この画像記録装置において、以下に説明する本発明に係る低コストの液滴吐出ヘッドを用いることで、低コスト且つ、高速、高画質の画像記録装置を実現することができる。
以下に、本発明の実施の形態に係る記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）の構成及びその製造方法を説明する。
［第１の実施例］
図３は、本発明の実施の形態に係る記録ヘッドの部品構成を示す分解斜視図である。
図３に示すように、本発明の実施の形態に係る記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）１は、液滴を吐出するノズル孔１１を有するノズル板（ノズル基板）１０と、ノズル孔１１に連通する圧力発生室３３、圧力発生室３３に液体を供給するための液供給部３１が形成された流路形成基板２０（第１の基板）と、流路形成基板３０の一方面側に接合された振動板２１を介して、圧力発生室３３に対応して設けられ、振動板２１の撓みを変化させて圧力発生室３３内に圧力変化を生じさせる圧力発生素子２２と、を備えている。
さらに、流路形成基板２０の振動板２１側には、流路形成基板２０を保護する保護基板（第２の基板）４０と、バッキングプレート４５と、を順次積層して設けている。
【００１５】
図４は、流路形成基板２０、保護基板４０の平面位置関係を示す透視状態平面配置図である。
図５は図４におけるＹ１−Ｙ１’断面図、図６は同じく図４におけるＹ２−Ｙ２’断面図、図７は図４におけるＸ１−Ｘ１’断面図、図８は図４におけるＸ２−Ｘ２’断面図である。
また、図９は、圧力発生室３３、圧電素子部（圧力発生素子２２）の部分拡大図である。
図１０は、第１の実施例の別の形態を示す図であり、図９と同様に、圧力発生室３３、圧電素子部（圧力発生素子２２）の部分拡大図である。
【００１６】
また、図３乃至図１０において、便宜上一部分のみを図示しているが、実際には、より多数、例えば１列当たり１００ノズル以上のノズル列を複数列配置した構成とすることが多い。
よって、流路形成基板をエッチングして圧力発生室を形成した後、その確認をするときにその微細な凹凸により顕微鏡でのピント合わせが容易になり、安価な通常な顕微鏡を用いた確認作業の効率を向上させることができる。ひいては、液滴吐出ヘッドの低コスト化に寄与する。
また、圧力発生素子が、振動板２１の圧力発生室３３が形成される面とは反対の面上に形成された下電極２２ａと、下電極２２ａ上に形成された圧電体層２２ｂと、圧電体層２２ｂ上に形成された上電極２２ｃと、を有する圧電素子２２である場合は、振動板２１の下電極２２ａが形成される面の粗さが、流路形成基板側の表面粗さよりも小さくすることが望ましい。
そうすることで、より凹凸を大きくした場合でも下電極２２ａの配向性の乱れが抑えられ、それにより、圧電体層２２ｂの配向性の乱れが抑えられ、その結果、圧電素子２２の特性低下を防止することができる。
【００１７】
第１の実施例における液滴吐出ヘッドは、ノズル板１０、流路形成基板２０、保護基板４０、バッキングプレート４５、および図示されていないフレーム、ドライバーＩＣ等から構成されている。
保護基板（封止基板とも呼ぶ）としての第２の基板４０には、流路形成基板（第１の基板）２０と熱膨張係数が大きく異ならず、且つ加工し易い材料を用いることが好ましく、本実施例では、面方位＜１００＞の単結晶シリコン基板を用いた。
保護基板４０には、流路形成基板２０上に形成された圧電素子２２の動作を妨げないための凹部４１（図３、図５、図７参照）、液供給路４７（図３、図５、図６参照）等をアルカリ水溶液による異方性エッチングにより形成した。
【００１８】
流路形成基板２０は、面方位＜１００＞のシリコン単結晶基板からなり、その第２の基板４０側の面には、振動板２１となる厚さ１．５μｍ程度のシリコン酸化膜からなる振動板２１（図３、図５乃至図１０参照）を形成（積層）した。
この振動板２１上には、空隙である圧力発生室３３に対応して、共通電極である下電極膜２２ａ、圧電体層２２ｂ及び個別電極である上電極膜２２ｃからなる圧電素子２２（図３、図４乃至図７、図９、図１０参照）、共通電極抵抗低減用裏打ち層２６（図３、図５参照）を形成した。
【００１９】
また、圧電体層２２ｂ、上電極２２ｃの側面を覆うように絶縁膜２３(図５乃至図１０参照)を形成し、圧電体層２２ｂの吸湿を防止するとともに、上電極配線２４ａ（上電極膜２２ｃ）と下電極配線２４ｂ（下電極膜２２ａ）の電気的な短絡を防止している。
なお、図５、図７、図９等に示すように、絶縁膜２３は圧電素子形成部分では、圧電素子２２の側面およびその近傍以外は除去され、圧電素子２２の変位を妨げない様にしている。
下電極２２ａおよび上電極２２ｃの接続部にて接続孔が開孔され、配線２４ａ、２４ｂと接続されている。
配線２４は、配線２４と一体的に形成された電極端子部分２５まで引き出され（図示せず）、電極端子部よりワイヤボンドやＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電フィルム）等によりドライバーＩＣやドライバーＩＣが実装されたＦＰＣ（Flexible printed circuits）等と接続され、下電極２２ａおよび上電極２２ｃに電圧が印可される。
【００２０】
また、流路形成基板２０には、保護基板４０に形成された液供給路４７に対応した部分に、各ノズル孔１１／圧電素子２２に対応して、液供給部３１、流体抵抗部３２、圧力発生室３３がフォトリソ／エッチングプロセスにより一体的に形成されている。
下電極膜２２ａは、例えば、厚さ約０．１μｍの白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等の比較的導電性の高い材料からなり、スパッタリング法等で形成される。
また、圧電体層２２ｂは、例えば、厚さ１．０μｍ程度のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）をゾルゲル法にて形成したものからなる。
また、上電極膜２２ｃは、例えば、厚さ０．０５〜０．１μｍの白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等からなり、スパッタリング法等で形成される。
これらの厚みは、用いる材料やアクチュエータの目標仕様等により適宜調整することが望ましい。また、絶縁膜２３は、水分の透過、吸収の少なく電気的絶縁性に優れた、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や四窒化三硅素（Ｓｉ３Ｎ４）を約０．２μｍ厚さのものを用いた。
配線２４には電気伝導性、耐腐蝕性に優れた金（Ａｕ）を用い厚さは１．０μｍ程度とした。絶縁膜２３および電極との界面には密着層として０．０５〜０．１μｍのクロム（Ｃｒ）を敷いている。保護基板４０と流路形成基板２０は、接着剤１５により貼り合わせた。
【００２１】
実施例の構成では、接着面には最大で配線２４の段差が生じるが、実施例では配線２４は１．０μｍ程度の厚みであるので、接着剤１５により十分に埋め込まれ、凹部４１（圧電素子振動空間１１）の封止性が確保されている。
さらに、念のために、配線２４を液供給部３１の周囲を囲うように配置し、封止性の確保を確実に行っている。
ノズル板１０には、公知のごとく、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス等を使用することができる。
本実施例においては、厚さ３０μｍのステンレスにプレス加工にてノズル孔１１を開口したのち、液の出口側の面に、撥液膜としてフッ素系の樹脂を蒸着にて成膜している。また、流路形成基板２０とは、接着剤にて貼り合わせている。また、バッキングプレート４５は複数のプレス加工したステンレスを積層して形成されたもので、これによりインク供給能力を確保している。また、保護基板４０とは接着剤により貼り合わせている。
【００２２】
以上の構成は、公知のものと概ね同様であるが、本実施例では、流路形成基板２０となる第１の基板２０における振動板２１等が形成される側の面は、いわゆるミラー面（ポリッシュ仕上げ面）ではなく、顕微鏡でピント合わせが可能な程度の微細な凹凸が形成された粗面となっている。
そうすることで、その上に形成された振動板２１は、図９に示すように、その形状を引き継ぎ、その圧力発生室側の面は、顕微鏡でピント合わせが可能な程度の微細な凹凸２１ａを有する粗面になる。
【００２３】
図９に示す凹凸の大きさは、例えばＡＦＭ（Atomic Force Microscope：原子間力顕微鏡）で測定したときの平均面粗さ（Ｒａ）で、４ｎｍ〜１０ｎｍ程度あれば、光学式顕微鏡（微分干渉顕微鏡）で凹凸を観察することが可能であり、それによって作業者が顕微鏡像を見ながら容易にピント合わせを行うことができる。
一方、その程度の凹凸であれば、振動板２１そのものの特性には全く影響は無い。
また、振動板２１の圧電素子２２形成面側の凹凸は、圧電素子２２の特性に悪影響を与える場合があるが、振動板２１の成膜方法によっては、圧電素子２２が形成される面側では、その凹凸を平坦化することができる。
たとえば、本実施例では、シリコン酸化膜からなる振動板２１をオゾンとＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたＣＶＤ法により成膜することにより、圧電素子２２形成面側の凹凸が、ポリッシュ仕上げのシリコン基板上に成膜したときと同程度、ＡＦＭで測定したときのＲａで１ｎｍ以下、とすることができ、圧電素子２２への悪影響も無い。
また、別形態としての図１０に示すように、オゾンＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）ＣＶＤ法により成膜されたシリコン酸化膜からなる振動板の主たる層２１ｂの両側に、吸湿防止層２１ｃを形成しても良い。
吸湿防止層２１ｃとしては、例えば、水分に対してバリア性の高い、ＬＰ−ＣＶＤ（Low Pressure CVD：減圧ＣＶＤ）法で成膜したシリコン窒化膜を用いることができる。
【００２４】
図１１、図１２は、第１の実施例に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。
図１１（ａ）において、流路形成基板の材料基板としての第１の基板２０として、面方位＜１００＞のシリコン単結晶基板を用いる。
この時、基板の表面はミラー（ポリッシュ仕上げ）面ではなく、ＡＦＭで測定したときの平均面粗さ（Ｒａ）で、４ｎｍ〜１０ｎｍ程度の凹凸２０ａを有する面のものを用いる。
なお、凹凸２０ａは、第１の基板２０の両面に形成されていなくとも良く、少なくとも、後工程で振動板２１を成膜する一方の面に形成されていれば良い。
具体的には、ポリッシュ仕上げのシリコン単結晶基板の表面をエッチングする。
または、ポリッシュ仕上げのシリコン単結基板上に、ＬＰ−ＣＶＤ法にてポリシリコンを３００〜５００ｎｍ程度成膜することで得られる。
また、振動板２１の厚さによっては、より大きな凹凸が許容される場合もある。その場合には、ポリッシュを行わない、或いは、エッチング仕上げ状態のシリコン基板を用いることも可能である。
【００２５】
図１１（ｂ）に示すように、第１の基板２０の、少なくとも圧電素子２２が形成される側の面２０Ａに、振動板層２１を１．５μｍ程度の厚みになるように成膜する。
この成膜は、前述の様に、オゾンとＴＥＯＳを用いたＣＶＤで行った。
この方法で成膜を行った場合、第１の基板２０の表面に形成した凹凸２０ａは、成膜時に平坦化され、圧電素子２２が形成される側の面では、ＡＦＭで測定したときの平均面粗さ（Ｒａ）を１ｎｍ以下とすることができる。
【００２６】
次に、図１１（ｃ）に示すように、圧電素子２２を構成する下電極２２ａ、圧電体２２ｂ、上電極２２ｃを、振動板２１上に公知のごとく順次成膜する。
圧電素子２２が振動板２１を介して形成される第１の基板２０の面２０Ａに形成されている凹凸２０ａは、図１１（ｂ）に示した振動板２１の成膜時に平坦化されているので、振動板２１上に成膜される圧電体２２の特性は、第１の基板２０として通常用いられるポリッシュ仕上げの基板を用いた場合と遜色ないものとすることが出来る。
【００２７】
次に、図１２（ｄ）に示すように、図１１（ｃ）で成膜した上電極２２ｃ、圧電体２２ｂ、下電極２２ａを、公知のごとくフォトリソ・エッチング加工によりパターニングし、圧電素子２２を形成する。
さらに、図１２（ｅ）に示すように、絶縁膜２３、配線２４等を公知のごとく成膜し、フォトリソ・エッチング加工により形成し、さらに、圧電素子２０を形成した側の面に、保護基板となる第２の基板４０を貼り合わせた後（図示省略）、圧電素子２０を形成した側とは反対側の面２０Ｂを研磨することにより、流路形成基板となる第１の基板２０の厚みを７０μｍ程度まで薄板化する。
そして、図１２（ｆ）に示すように、公知のごとく、圧電素子２０を形成した側とは反対側の面（他方の面）２０Ｂからフォトリソ・エッチング加工を行うことにより、圧力発生室３３等を形成する（他に、図示しない液供給部３１、流体抵抗部３２を同時に一体的に形成）。
なお、圧力発生室３３をエッチング加工する際には、振動板２１がエッチングストップ層として機能する。
【００２８】
本実施形態では、低圧力・高密度プラズマを発生可能な、ＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma：誘導結合プラズマ）によるシリコン深堀エッチャーを用いたドライエッチングにて、圧力発生室３３等の加工を行った。これにより、流路形成基板２０が得られる。
その後、第１の基板２０における圧電素子２２を形成した側とは反対側の面２０Ｂにノズル基板１０を接合する。
圧力発生室３３が正常にエッチングされた場合、振動板２１が露出する。
そして、振動板２１の圧力発生室３３側の面２１Ａは、第１の基板２０に形成された微細な凹凸形状を引き継ぎ、微細な凹凸２１ａを有した粗面となっている。
【００２９】
以上説明した工程によって液滴吐出ヘッドを作製することにより、（ノズル板１０を接合する前に）エッチング状態の確認及び検査のために、作業者が顕微鏡で観察した時に、微細な凹凸を有することにより振動板の表面に容易にピント合わせをすることができ、良好な作業効率で、安価な装置で確認、検査が可能になる。
その結果、ヘッドの製造コストを安価にすることができる。
【００３０】
［第２の実施例］
図１３は、第２の実施例に係る液滴吐出ヘッドを示す図である。
この図で説明する部分以外は、第１の実施例と同様な構成であり、同一の符号を付して、詳細な説明は省略している。
第２の実施例の特徴は、図１３に示すように、振動板２１が、その主たる層２１ｄと平坦化層２１eの少なくとも２層からなる点にある。
もちろん、振動板２１として、それ以外の膜を積層した構成としても良い。
ここでは、振動板２１の主たる層２１ｄとして、熱酸化によりシリコン酸化膜を１．３μｍ程度の厚みになるよう形成し、平坦化層２１ｅには０．２μｍ程度の厚みのＳＯＧ（Spin On Glass：塗布ガラス）を用いた。
【００３１】
図１４は、第２の実施例に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。
図１４（ａ）に示すように、第１の実施例と同様に流路形成基板となる第１の基板２０として、面方位＜１００＞のシリコン単結晶基板を用いる。
このとき、基板表面はミラー（ポリッシュ仕上げ）面ではなく、ＡＦＭで測定したときの平均面粗さ（Ｒａ）で、４ｎｍ〜１０ｎｍ程度の凹凸を有する粗面化されたものを用いる。
次に、図１４（ｂ）に示すように、第１の基板２０の上に、振動板２１の主たる層２１ｄとして、熱酸化によりシリコン酸化膜を１．３μｍ程度の厚みになるよう形成した。
【００３２】
熱酸化法は、膜厚や膜質の均一性が非常に優れた成膜手法である。一方、平坦化の作用は小さく、主たる層２１ｄにおける圧電素子形成側の表面２１ｆは、第１の基板２０の表面２０Ａの凹凸を引き継いた凹凸を有する粗面となっている。
そこで、図１４（ｃ）に示すように、振動板２１の主たる層２１ｄ上に、平坦化層２１eであるＳＯＧ（Spin On Glass）を、デンシファイ（高密度化）後に０．２μｍ程度の厚さになるように成膜し、その後デンシファイを行う。
ＳＯＧとしては、通常の半導体プロセスで広く用いられているＮＳＧ膜（None-doped Silicate Glass：シリコン酸化膜）を用い、デンシファイは９００℃程度で行う。
ＳＯＧの平坦化作用は非常にすぐれており、その程度の厚みで十分な平坦化が可能である。
【００３３】
その後の工程は、第１の実施例と同様であり、図１１（ｃ）〜図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）のように、振動板２１上に圧電素子２２を形成し、絶縁膜２３、配線２４を形成し、第２の基板４０を貼り合わせ、流路形成基板２０の研磨による薄板化、圧力発生室３３等の形成を行う。
この構成においても、振動板２１の圧力発生室３３側の表面は、第１の基板２０に形成された微細な凹凸形状を引き継ぎ、微細な凹凸を有している。
そのため、エッチング状態の確認、検査のため作業者が顕微鏡で観察した時に、振動板の表面に容易にピント合わせをすることができ、良好な作業効率で、安価な装置で確認、検査が可能になる。その結果、ヘッドの製造コストを安価にすることができる。
【００３４】
［第３の実施例］
図１５は、第３の実施例に係る液滴吐出ヘッドを説明する図である。
この図１５で説明する部分以外は、第１の実施例、第２の実施例と同様な構成である。
図１５に示す第３の実施例は、振動板２１が、圧力発生室３３側に形成された平坦化層２１eと圧電素子２２側に形成された振動板の主たる層２１ｄの少なくとも二層からなるものである。
もちろん、それ以外の膜を積層した構成としても良い。
ここでは、平坦化層２１eには０．２μｍ程度の厚みのＳＯＧ（Spin On Glass）を用い、振動板の主たる層２１ｄとして、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜を計１．０μｍ程度の厚みになるよう形成した。
【００３５】
図１６は、第３の実施例に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。
図１６（ａ）に示すように、第１の実施例と同様に、流路形成基板である第１の基板２０として、面方位＜１００＞のシリコン単結晶基板を用いる。このとき、基板表面はミラー（ポリッシュ仕上げ）面ではなく、ＡＦＭで測定したときの平均面粗さ（Ｒａ）で、４ｎｍ〜１０ｎｍ程度の凹凸を有する面のものを用いる。
図１６（ｂ）に示すように、第１の基板２０の圧電素子２２が形成される側に、平坦化層２１ｅである、ＳＯＧ（Spin On Glass）を、デンシファイ後に０．２μｍ程度の厚さになるように成膜、デンシファイを行う。
ＳＯＧは、通常の半導体プロセスで広く用いられているＮＳＧ膜を用い、デンシファイは９００℃程度で行う。
ＳＯＧの平坦化作用は非常に優れており、その程度の厚みで十分な平坦化が可能である。
また、図１６（ｃ）に示すように、平坦化層２１e上に、振動板の主たる層２１ｄとして、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜を半導体製造工程で広く用いられている、ＬＰ−ＣＶＤ法により成膜する。
【００３６】
本実施例では、成膜順に、シリコン酸化膜０．１５μｍ／シリコン窒化膜０．１５μｍ／シリコン酸化膜０．１５μｍ／シリコン窒化膜０．１５μｍ／シリコン酸化膜０．１５μｍの５層、合計０．７５μｍ成膜した。
シリコン窒化膜は、ヤング率が大きく、また引っ張り応力が強いため、同一の振動板剛性を得るのに比較的薄い厚さとすることができる。ただし、一度に厚く成膜するとクラックが発生するため、シリコン酸化膜との積層構成とした。
その後は第１の実施例と同様で、圧電素子２２を形成し、絶縁膜２３、配線２４を形成し、第２の基板（保護基板）４０を貼り合わせ、流路形成基板２０の研磨による薄板化、圧力発生室３３等の形成を行う。この構成においても、振動板２１の圧力発生室３３側の表面は、第１の基板２０に形成された微細な凹凸形状を引き継ぎ、微細な凹凸２１ａを有している。
そのため、圧力発生室３３形成後のエッチング状態の確認、検査のため作業者が顕微鏡で観察した時に、振動板の表面に容易にピント合わせをすることができ、良好な作業効率で、安価な装置で確認、検査が可能になる。その結果、ヘッドの製造コストを安価にすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  記録ヘッド、１０  ノズル板、１１  ノズル孔、１１  圧電素子振動空間、１５  接着剤、２０  流路形成基板（第１の基板）、２０ａ  凹凸部、２１  振動板、２１ａ  凹凸部、２１ｂ  主たる層、２１ｃ  吸湿防止層、２１ｄ  主たる層、２１e  平坦化層、２２  圧電素子（圧力発生素子）、２２ａ  下電極（下電極膜）、２２ｂ  圧電体（圧電体層）、２２ｃ  上電極（上電極膜）、２３  絶縁膜、２４  配線、２４ａ  上電極配線、２４ｂ  下電極用配線、２５  電極端子部分、２６  共通電極抵抗低減用裏打ち層、３０  流路形成基板、３１  液供給部、３２  流体抵抗部、３３  圧力発生室、４０  保護基板（第２の基板）、４１  凹部、４５  バッキングプレート、４７  液供給路、８１  記録装置本体、８２  印字機構部、８３  用紙、８４  給紙カセット、８５  手差しトレイ、８６  排紙トレイ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特開２００４−８２７２２公報
【特許文献２】特開２００９−２７４２２６公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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